电子换向电机伺服系统的二自由度H∞优化鲁棒控制

应用Youla二自由度控制器设计参数化公式,对电子换向电机伺服系统导出了基于 一自由度控制设计的二自由度H∞控制器结构,该结构用Kwkernaak多项式H∞优化设计方 法获希望的跟踪特性,用Zames的模型参考变换近似逆概念对扰动进行最佳抑制,并对负载 扰动和参数变化的敏感性进行分析.实验结果表明系统具有良好的跟踪特性和抗扰性.     

永磁直线伺服系统二自由度H∞控制器设计

对永磁直线伺服系统速度提出基于模型匹配的二自由度H∞动态控制器设计。将二自由度控制与H∞控制相结合,在建立模型匹配二自由度H∞控制系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的速度动态控制器设计问题归结为标准的H∞控制问题,通过求两个Ricati方程的解得到H∞控制器,以保证永磁直线伺服系统的鲁棒性。仿真实验结果表明,用该方法设计的永磁直线伺服系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足数控机床及机器人等高精度系统对直线伺服速度控制的要求。     

基于H∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用

给出一种基于H_∞控制理论的二自由度内模控制器设计方法.考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性,利用适当的状态变换,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H_∞控制器设计问题,再利用H_∞输出动态反馈完成了控制器设计.以电力系统模型为例设计了一个二自由度H_∞励磁控制器,仿真结果表明了此控制器的有效性.     

一类非线性系统的模糊可靠H_2/H_∞混合控制器设计的LMI方法

基于T-S模糊模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究一类非线性系统的模糊可靠H2/H∞混合控制器设计问题.首先,分别以LMI形式给出了系统模糊可靠H2及H∞控制器存在的充分条件和控制器设计方法;然后.给出系统混合H2/H∞性能的可靠控制器设计方法,所设计的控制器使得故障闭环系统二次稳定,同时满足H∞性能,且优化系统的H2性能指标,最后,通过数值例子验证了结论的正确性和控制器设计方法的有效性.     

一类大时滞非线性网络控制系统的H∞保成本控制

本文研究一类大时滞不确定非线性网络控制系统的H∞保成本控制问题. 首先将具有随机大时滞的网络控制系统模型化为具有不确定系数的离散时间系统模型. 然后利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法, 给出H∞保成本控制律的存在条件和H∞保成本控制器的设计方法. 进而通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H∞保成本控制器. 最后仿真结果验证了该控制算法的有效性.     

基于结构抗震复合控制的哈密顿H∞ 控制器设计

针对制约结构抗震复合控制在工程中应用的执行器输出饱和问题,设计了一种基于哈密顿模型的H∞输出饱和控制器。首先对用多自由度描述的建筑物模型和隔震装置建立了哈密顿模型,然后根据地震波的有界特性,将地震波视为有界扰动,据此设计H∞控制器。为了保证在执行器输出饱和情况下该H∞控制器仍能保证稳定,在确定最大椭球体的基础上利用LMI方法计算得到了干扰抑制水平常数下限。以业界常用三层楼模型为例对此控制器进行了仿真实验,结果表明该控制器在执行器存在输出饱和情况下,可以较好地抑制地震对建筑物的影响,且优于现有被动控制方案。     

具有时变不确定性的线性时滞系统的鲁棒H∞控制

研究具有一般形式的不确定线性时滞系统的鲁棒H∞状态反馈控制器设计问题.基 于二次H∞性能概念,首先证明了若存在鲁棒H∞动态状态反馈控制器,则必存在鲁棒H∞静 态状态反馈控制器,然后利用线性矩阵不等式给出了鲁棒H∞静态状态反馈控制器存在的充 分条件和构造方法,最后给出一个算例验证本文方法的有效性.     

具有时变不确定性的线性时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究具有一般形式的不确定线性时滞系统的鲁棒 H∞ 状态反馈控制器设计问题 .基于二次 H∞ 性能概念 ,首先证明了若存在鲁棒 H∞ 动态状态反馈控制器 ,则必存在鲁棒 H∞ 静态状态反馈控制器 ,然后利用线性矩阵不等式给出了鲁棒 H∞ 静态状态反馈控制器存在的充分条件和构造方法 ,最后给出一个算例验证本文方法的有效性     

多时滞不确定系统的模糊保性能H∞控制

针对多时滞不确定系统,利用T-S模型进行建模,提出了模糊保性能H∞控制问题.基于Lyapunov稳定理论,得到一种通过模糊状态反馈实现的具有干扰抑制的保性能H∞控制.当被控对象存在多时滞和不确定性及外部干扰统计特性未知时,该模糊控制器能保证闭环系统稳定和一定的二次型性能指标上界,同时具有H∞下的干扰抑制作用.控制器的设计可通过转化为线性矩阵不等式的求解问题.数值仿真表明,该控制器具有所期望设计的性能.     

LQG/H∞控制设计:动态反馈控制

本文讨论了综合LQG与H∞优化的控制器设计问题.这个反馈控制器是在满足某个给 定传递函数矩阵的H∞范数约束条件下,使得系统的给定的二次性能指标达到最小的控制器.     

非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

基于H∞的双足机器人关节控制方法研究

本文利用拉格朗日法建立了双足步行机器人的动力学模型,从中提取出干扰和摄动.通过分析和求解H∞状态反馈控制问题,设计了一个鲁棒控制器,该控制器既能使双足步行机器人控制系统对干扰不敏感,又对摄动保持稳定.得到H∞控制器后,给出了双足步行机器人的全局关节控制系统,并且对双足步行机器人进行了仿真实验,实验结果验证了控制方法的有效性.     

基于 LMI 的广义系统混合H2/ H∞优化控制

研究了广义线性系统的混合H2／H∞状态反馈优化控制问题。设计一个混合H2／H∞状态反馈控制器，在满足闭环系统的容许性及H∞范数界的同时使得H2范数极小。利用线性矩阵不等式(LMI)方法得到该控制器存在的一个充分条件，并且给出闭环系统H2范数的极小上界。     

具有时延的参数不确定主动悬架广义H2/H∞控制

提出了一种新的综合考虑系统的输入时延和参数不确定性的广义H2/H∞混合控制器设计方法,并将其用于车辆主动悬架设计.假定作动器时延是一个已知其边界但不确定的恒定的量,且系统的小确定参数是范数有界的.针对悬架设计需求,分别用H∞和广义H2性能评价指标反映车身加速度和机械结构设计约束.通过定义一个李亚普诺夫函数来同时满足闭环系统的两个性能指标,将广义H2/H∞混合控制器设计转化为线性矩阵不等式的求解.用两自由度1/4车悬架模型进行仿真,结果表明:不论是否存在有界时延和车身参数变异,控制器始终能给出很好的控制效果.     

一类时滞广义非线性系统H_∞可靠跟踪控制

讨论一类Lipschitz时滞非线性广义系统的H∞可靠跟踪控制问题.分别给出了执行器失效和传感器失效两种模型下可靠控制器存在的充分条件,使得闭环系统正则无脉冲并且指数稳定,同时系统输出跟踪预先给定的可测参考模型的输出,且满足H∞性能指标,并利用线性矩阵不等式技巧给出了可靠控制器的设计方法.最后给出了一个数值例子,说明了本文所给出方法的有效性.     

一般广义对象的严格真H∞控制器设计

考虑一般广义对象的严格真H∞控制器设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI)方法, 指出严格真H∞控制器存在当且仅当H∞控制问题可解,并满足一个静态条件,最后提出了一 个基于LMI的严格真H∞控制器的设计方法.     

具有时延和丢包的网络控制系统H_∞状态反馈控制

研究了具有时延和数据包丢失的网络控制系统H∞状态反馈控制问题.考虑了网络控制系统中同时存在时延和数据包丢失的情况.将丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程.在此模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法.给出了保持系统均方稳定且满足H∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性.     

T-S模糊有记忆非易碎系统H_∞控制器设计的LMI方法

针对T-S模型的有记忆非易碎模糊系统,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,借助Schur补引理,讨论了该模糊系统的H∞状态反馈控制器的设计问题。在控制器增益为加法式摄动的有界条件下,得到了基于T-S模型的有记忆非易碎模糊系统,满足了H∞性能指标的一个充分条件,仿真结果表明了设计方法的有效性。     

具有非线性扰动的广义系统的鲁棒H∞控制

研究具有非线性结构扰动广义系统的鲁棒H∞控制和鲁棒H∞保性能控制问题,该不确定性为时间和状态的函数.且满足Lipschitz条件.目的是分别设计系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器.应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件.当这些条件可解时,分别给出了鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器的表达式.最后通过一个仿真算例说明了所给出方法的应用.     

考虑执行器故障的线性系统H∞可靠控制

针对线性定常系统，采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了考虑执行器故障的H∞可靠控制问题。利用LMI分别给出了多故障H∞可靠控制器和单故障H∞可靠控制器的存在充分条件和设计方法。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和在可接受的性能指标的基础上，无故障的正常情况下的指标得到优化。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性；而且通过比较正常H∞控制器和H∞可靠控制器的控制效果看出，对系统进行最优H∞可靠控制器设计的必要性。